Análise da Paisagem

Aula 06 - Fluxos, Fragmentação, Resiliência e Vulnerabilidade
Curso de Geografia

Luiz Diego Vidal Santos

Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)

2026-03-11

Visão Geral da Aula

Tópicos

  • 1 Fluxos na paisagem: matéria, energia e organismos
  • 2 Permeabilidade da matriz e movimento
  • 3 Bordas: efeitos e consequências
  • 4 Fragmentação como processo multiescalar
  • 5 Resiliência e vulnerabilidade socioambiental
  • 6 Limiares em paisagens sob pressão

Objetivo da Aula

Compreender os fluxos que atravessam a paisagem, os efeitos da fragmentação e dos bordas sobre esses fluxos, e os conceitos de resiliência e vulnerabilidade aplicados ao diagnóstico territorial.

1 - FLUXOS NA PAISAGEM

A paisagem como sistema de fluxos

Fluxos de matéria

Fluxo Origem → Destino Condicionante
Água Precipitação → escoamento → drenagem Permeabilidade do solo, cobertura vegetal
Sedimentos Erosão → transporte → deposição Declividade, proteção do solo
Nutrientes Rocha → solo → planta → serrapilheira Ciclagem biogeoquímica
Poluentes Fonte → dispersão → acumulação Vento, água, relevo

Fluxos de energia

  • Radiação solar → fotossíntese → biomassa
  • Energia cinética da chuva → impacto → erosividade
  • Energia gravitacional → movimentos de massa
  • Calor → balanço de energia → evapotranspiração

Fluxos de organismos

Os organismos se movimentam pela paisagem em função de:

  • Dispersão - juvenis procurando novos territórios
  • Migração - movimentos sazonais
  • Forrageamento - busca diária por alimento
  • Polinização - insetos entre plants

O que controla os fluxos?

  1. Estrutura da paisagem - arranjo de manchas, corredores e matriz
  2. Conectividade - existência de vias de conexão
  3. Barreiras - elementos que impedem ou filtram
  4. Permeabilidade - grau em que a matriz permite passagem

“Modificar a estrutura da paisagem é modificar seus fluxos - e vice-versa.”

Fluxos e arranjo espacial

O arranjo muda o fluxo

Considere duas paisagens com a mesma proporção de floresta (30%) e pastagem (70%):

Paisagem A: floresta concentrada em um grande bloco

  • Fluxo de organismos: alto dentro, baixo entre (não há manchas separadas)
  • Proteção do solo: concentrada
  • Serviços ecossistêmicos: localizados

Paisagem B: floresta distribuída em muitos fragmentos pequenos

  • Fluxo de organismos: depende da conectividade
  • Proteção do solo: dispersa, mas cada mancha protege pouco
  • Serviços ecossistêmicos: difusos, mas possivelmente insuficientes

Configuração importa

A composição (quanto de cada cobertura) não é suficiente - a configuração (como estão arranjadas) é igualmente importante.

Aspecto Composição Configuração
O que mede Proporção de cada classe Arranjo espacial das classes
Exemplo 30% floresta, 70% pastagem 1 fragmento grande vs. 100 pequenos
Métrica % de cobertura Fragmentação, isolamento, forma

A ecologia da paisagem mostrou que configuração pode ser tão determinante quanto composição para os processos ecológicos.

2 - PERMEABILIDADE DA MATRIZ

Conceito de permeabilidade

Definição

A permeabilidade é o grau em que a matriz permite o movimento de organismos entre manchas de habitat.

Fatores que determinam a permeabilidade

  1. Tipo de cobertura da matriz
    • Vegetação secundária → alta permeabilidade
    • Pastagem com árvores → média
    • Monocultura mecanizada → baixa
    • Área urbana densa → muito baixa
  2. Estrutura vertical - presença de estratos (herbáceo, arbustivo, arbóreo)
  3. Presença de obstáculos - cercas, estradas, cursos d’água sem mata ciliar
  4. Espécie focal - cada espécie tem diferente sensibilidade à matriz

Classificação da matriz

Tipo de matriz Permeabilidade Custo de deslocamento
Floresta secundária Alta Baixo (1-5)
Silvicultura (eucalipto) Média-alta Baixo-médio (5-15)
Pastagem com árvores Média Médio (20-40)
Pastagem limpa Baixa Alto (40-80)
Monocultura (soja, cana) Muito baixa Muito alto (60-100)
Área urbana Variável (pode ser barreira) Muito alto (100-500)
Rodovia pavimentada Barreira Máximo (1000)

Melhorar a qualidade da matriz (agrofloresta, cercas vivas, silvipastoril) é uma estratégia de conservação tão importante quanto criar novas áreas protegidas.

3 - BORDAS: EFEITOS E CONSEQUÊNCIAS

Efeito de borda em detalhe

Gradiente de borda

A borda não é uma linha - é uma zona de transição com gradiente:

Variável Interior Borda Matriz
Temperatura Baixa, estável Intermediária Alta, variável
Umidade Alta Intermediária Baixa
Luminosidade Baixa Alta Muito alta
Vento Fraco Forte Forte
Espécies de interior Muitas Poucas Ausentes
Espécies generalistas Poucas Muitas Muitas
Invasoras Raras Frequentes Comuns

Profundidade do efeito de borda

A penetração do efeito depende do tipo de efeito e do ecossistema:

Efeito Penetração típica
Microclima (T, umidade) 50-100 m
Invasão de espécies 100-200 m
Mortalidade de árvores 100-300 m
Mudança na composição de aves 200-500 m
Alteração na ciclagem de nutrientes 50-150 m

Consequência

Em fragmento florestal de 10 ha (circular, raio ~178 m):

  • Se o efeito de borda penetra 100 m, a área-núcleo é apenas ~1,9 ha (19%)!
  • Fragmentos < 25 ha em Mata Atlântica podem ser 100% borda

Fragmentos pequenos podem ser inteiramente dominados pelo efeito de borda.

4 - FRAGMENTAÇÃO COMO PROCESSO

Estágios da fragmentação

Modelo de Forman (1995)

A fragmentação típica segue estágios:

  1. Perfuração (perforation) - surgem “buracos” na cobertura original
  2. Dissecção (dissection) - vias lineares cortam a cobertura (estradas, canais)
  3. Fragmentação (fragmentation) - a cobertura se divide em manchas menores
  4. Encolhimento (shrinkage) - manchas remanescentes diminuem
  5. Atricção/eliminação (attrition) - manchas menores desaparecem

Obs.: nem toda paisagem segue essa sequência

Processos podem ocorrer simultaneamente ou em ordem diferente - o modelo é uma referência, não uma lei.

Limiares de fragmentação

A teoria das percolações sugere que:

  • Quando a paisagem tem ≥ 60% de habitat, a cobertura tende a ser conectada (contínua)
  • Abaixo de ~30%, os fragmentos ficam isolados e a conectividade colapsa
  • Entre 30-60%, a paisagem está numa zona crítica - pequenas mudanças provocam grandes efeitos

Limiar de extinção

  • Para muitas espécies, existir 20-30% de habitat na paisagem é o mínimo para manter populações viáveis
  • Abaixo disso, a extinção local se torna provável (“dívida de extinção”)

“A fragmentação não é um problema linear - é um problema de limiares. Cruzar o limiar pode ser irreversível.”

Métricas de fragmentação (introdução)

Métricas-chave (serão aprofundadas nas Aulas 17-18)

Métrica O que mede Interpretação
Número de manchas (NP) Quantidade de fragmentos Mais manchas = mais fragmentado
Área média (AREA_MN) Tamanho médio dos fragmentos Menor = mais fragmentado
Distância ao vizinho (ENN_MN) Isolamento entre manchas Maior = mais isolado
Índice de forma (SHAPE) Complexidade do formato Mais irregular = mais borda
Área-núcleo (CORE) Área livre de efeito de borda Menor = mais degradado

Onde calcular?

  • FRAGSTATS - software clássico (McGarigal et al., 2012)
  • landscapemetrics - pacote em R
  • LecoS - plugin para QGIS
  • Graphab - conectividade funcional

Dados necessários

  1. Mapa de uso e cobertura da terra (raster classificado)
  2. Definição da classe de interesse (habitat)
  3. Resolução adequada (pixel 10-30 m para escala de paisagem)

Na Aula 17 trabalharemos com essas métricas em exercício prático.

5 - RESILIÊNCIA E VULNERABILIDADE

Resiliência da paisagem

Definição

Resiliência é a capacidade de um sistema (paisagem) de absorver perturbação e manter suas funções essenciais, ou de retornar a um estado funcional após o distúrbio.

Dois tipos de resiliência

Tipo Significado
Engenharia Velocidade de retorno ao estado original após perturbação
Ecológica Magnitude da perturbação que o sistema suporta antes de mudar de estado

O que aumenta a resiliência?

  • Heterogeneidade - paisagens diversas têm mais opções de resposta
  • Conectividade - permite recolonização após distúrbio
  • Redundância funcional - várias espécies desempenham funções similares
  • Área protegida - refúgio para espécies e processos

O que reduz a resiliência?

  • Fragmentação intensa - isolamento, perda de espécies
  • Simplificação - monocultura, homogeneização
  • Degradação acumulada - erosão, perda de solo, desertificação
  • Pressão contínua - sem tempo de recuperação
  • Mudanças climáticas - stress adicional ao sistema

Exemplo: resiliência da caatinga

A caatinga possui alta resiliência natural (plantas deciduais, banco de sementes, rebrota). Porém:

  • Sobrepastejo + corte raso + queimadas → esgotam a capacidade de rebrota
  • Solo exposto → erosão → perda irreversível
  • Desertificação como mudança de estado - nova paisagem, não mais reversível

“A resiliência não é infinita. Toda paisagem tem um limiar.”

Vulnerabilidade socioambiental

Definição (IPCC, adaptada)

Vulnerabilidade = f(Exposição, Sensibilidade, Capacidade adaptativa)

Componente Significado Exemplo na paisagem
Exposição Grau em que o sistema está sujeito a pressões Área em zona de risco climático, leito de inundação
Sensibilidade Grau em que o sistema é afetado pela pressão Solo frágil, vegetação degradada, encosta íngreme
Capacidade adaptativa Capacidade de ajuste ou resposta Vegetação resiliente, gestão eficiente, recursos financeiros

Avaliação da vulnerabilidade da paisagem

Para diagnosticar vulnerabilidade:

  1. Mapear exposição - quais áreas estão sob pressão? (seca, inundação, expansão urbana)
  2. Avaliar sensibilidade - características que amplificam o impacto (declividade, tipo de solo, cobertura)
  3. Estimar capacidade adaptativa - fatores que mitigam (vegetação conservada, gestão, infraestrutura)

Resultado

Vulnerabilidade alta = exposição alta + sensibilidade alta + capacidade adaptativa baixa

Paisagens do semiárido baiano com solo raso, vegetação degradada e sem gestão ambiental = alta vulnerabilidade à desertificação.

6 - LIMIARES EM PAISAGENS SOB PRESSÃO

Mudanças de estado e irreversibilidade

Conceito de limiar (threshold)

Ponto a partir do qual uma pequena mudança adicional na pressão provoca uma transformação abrupta e potencialmente irreversível no estado do sistema.

Exemplos de limiares

Paisagem Limiar Novo estado
Floresta → pastagem ~30% de habitat residual Extinção massiva, perda de polinização
Caatinga → deserto Perda do banco de sementes + erosão do solo Desertificação irreversível
Bacia florestada → degradada Assoreamento > capacidade de autodepuração Rio morto
Urbana → ilha de calor permanente > 80% impermeabilizado Microclima permanentemente alterado

Implicações para o diagnóstico

Na análise da paisagem, devemos avaliar:

  1. Em que estado está a paisagem atualmente?
  2. Quão próxima está de um limiar crítico?
  3. Quais indicadores sinalizam proximidade do limiar?
  4. Que intervenções podem evitar a ultrapassagem?

Indicadores de alerta

  • Perda acelerada de cobertura vegetal
  • Aumento de manchas de solo exposto
  • Desconexão entre fragmentos
  • Surgimento de voçorocas
  • Redução de vazão em nascentes
  • Perda de espécies indicadoras

O melhor diagnóstico identifica os limiares antes de serem ultrapassados.

Atividade prática: cenários de pressão

Proposta (em grupos de 3-4, 25 min)

Considere uma paisagem hipotética com:

  • 50% de caatinga preservada (fragmentada)
  • 40% de pastagem extensiva (matriz)
  • 5% de área urbana
  • 5% de corpos d’água e APPs

Cenários de pressão (próximos 20 anos):

  • Cenário A: expansão da pastagem para 60%, caatinga reduz a 30%
  • Cenário B: conversão de 15% da pastagem em agricultura irrigada
  • Cenário C: restauração de 10% da pastagem em corredores ecológicos

Para cada cenário, avalie:

  1. Como mudam os fluxos (água, sedimentos, organismos)?
  2. Algum cenário se aproxima de um limiar?
  3. Como fica a resiliência e a vulnerabilidade?
  4. Que diretrizes você proporia?

Discussão (15 min)

Cada grupo apresenta um cenário. Compare:

  • Em qual cenário a paisagem é mais resiliente?
  • Em qual é mais vulnerável?
  • A conectividade se mantém em algum cenário?
  • Se você fosse gestor, qual cenário escolheria e por quê?

Este exercício antecipa o tipo de análise que será feita no serious game (Aula 23-24).

Revisão preparatória para a 1ª Avaliação

Conteúdo até aqui (Aulas 01-06)

  1. Conceito de paisagem - polissemia, tradições, distinções
  2. Evolução do conceito - Humboldt → Troll → Sochava → Bertrand → Forman
  3. Geossistema - potencial ecológico + exploração biológica + ação antrópica
  4. Ecologia da paisagem - matriz-mancha-corredor
  5. Escala - extensão, grão, hierarquia, multiescalaridade
  6. Padrão e processo - relação bidirecional
  7. Fluxos, bordas, fragmentação - permeabilidade, efeito de borda, limiares
  8. Resiliência e vulnerabilidade - conceitos e avaliação

Nas próximas aulas (antes da prova)

  • Aula 07 - Cartografia temática aplicada
  • Aula 08 - Exercício: delimitação e caracterização da área
  • Aula 09 - Interpretação visual da paisagem
  • Aula 10 - Matriz de evidências e síntese descritivo-interpretativa

Avaliação (Aulas 11-12) - 01/04

Questões objetivas e discursivas sobre os conteúdos das Aulas 01 a 10.

Estudem os fichamentos, as notas de aula e os exercícios práticos.

Síntese da Aula 06

O que vimos hoje

  1. Fluxos - matéria, energia, organismos e informação atravessam a paisagem
  2. Composição vs. configuração - o arranjo espacial importa tanto quanto a proporção
  3. Permeabilidade - qualidade da matriz determina movimentação; melhoria da matriz como estratégia de conservação
  4. Efeito de borda - zona de transição que degrada fragmentos; fragmentos pequenos podem ser 100% borda
  5. Fragmentação - estágios (perfuração → dissecção → fragmentação → encolhimento → eliminação)
  6. Limiares - 30% e 60% como referências; limiar de extinção
  7. Resiliência - capacidade de absorver perturbação; heterogeneidade e conectividade aumentam resiliência
  8. Vulnerabilidade - f(exposição, sensibilidade, capacidade adaptativa)
  9. Limiares e irreversibilidade - diagnóstico precoce é fundamental

Obrigado!

Luiz Diego Vidal Santos

Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS)

Análise da Paisagem - Aula 06